[发明专利]变压器局部放电超声矢量阵列定位装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器检测技术领域，特别是一种用于检测变压器油中局部放电位置的定位装置及其制造方法。

背景技术

随着我国经济发展，对电力系统可靠性的要求也越来越高，而变压器作为电力系统中的枢纽，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。在对变压器实际故障的统计分析过程中发现，绝缘故障是影响变压器正常运行的主要原因，而变压器的局部放电则是造成绝缘故障的重要原因，因此局部放电的检测成为绝缘状况检测的重要方面。

当前，发展电力设备的状态维修设备已成为一种必然技术趋势，而准确的局部放电定位不仅对局部放电的危害程度的评估有着重要的辅助作用，而且也可以为变压器的状态维修提供科学指导，以便维护人员进行设备维修，有利于迅速排除故障和提高维修水平，进而保障电力系统正常运行。

自20世纪80年代以来，围绕变压器局部放电检测已有大量的基础研究和应用开发工作。现有的变压器局部放电定位方法主要有光定位法、电气定位法、特高频电磁波定位法、X射线激励定位法以及超声波定位法等。其中超声波定位法是根据局部放电产生的超声波传播的方向和时间来确定放电源的空间位置，由于其原理简单、抗电磁干扰能力强、成本低、能实现直接几何定位，因此应用较为广泛。但是，传统的超声波定位法传感器是运用传统的标量声压传感器，灵敏度很低，无声场的方位信息不能确定目标；在声强处理中，各向同性噪声不能相互抵消，信噪比较低。目前对变压器局部放电源进行定位中使用的普通超声定位装置，由于干扰较多，噪声影响较大，声波可能发生反射，因此容易导致检测出与实际不相符的多个局放源的情况，造成定位失败。

并且，现有的用于检测变压器油放电位置的大多数局放检测装置都是安放在变压器的外侧，通过在电气设备外壁的不同位置固定多个超声阵元的方法，实现局放超声阵列定位的目的，由于在进行定位时会有较多干扰，存在拆装困难、阵元间距不固定等问题，从而造成测量数据的不准确以及定位不准确等现象的发生，致使局放超声阵列定位在现场应用中受到限制。

另外，现有的放电定位装置都采用有线数据传输的方式，在对变压器油局部放电进行定位时，多采用有线传输方式进行数据的传送，有线传输设备容易因为线路腐蚀而损坏，并且定位装置容易通过传输线受到外界力的作用而移位或偏转，造成定位不准。

矢量定位是一种新型的定位技术，被应用在水下探测定位技术领域，包括应用于水声警戒声呐、拖拽线列阵声呐、潜水器导航定向等，主要在低频波段进行定位。而变压器油的局放属于超高频段，因此目前还没有任何将超声矢量阵列定位装置用于局部放电定位技术领域的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中缺陷，提供一种能够对变压器油局部放电位置进行精确定位的定位装置，同时，还要提供所述装置的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，包括放置在变压器油中的箱体，箱体内镶嵌有成直线型排列的至少三个超声矢量阵元；所述超声矢量阵元包括外壳，外壳内设置有无线数据采集模块、三个压电式速度传感器以及定位压电式速度传感器的悬挂杆和连接杆；所述三个压电式速度传感器通过连接杆上下依次连接，三个压电式速度传感器的中心轴线两两相互正交，居中的压电式速度传感器的中心位于外壳的球心；所述悬挂杆的一端垂直固定在居中的压电式速度传感器的表面，另一端伸出外壳表面并卡装在箱体中，所有悬挂杆均处在同一个与居中的压电式速度传感器轴线相垂直的平面内，上下两个压电式速度传感器的轴线至悬挂杆所在的平面的距离相等。

上述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，所述悬挂杆为细长型圆柱杆，所有悬挂杆在所处平面内呈中心对称分布。

上述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，所述箱体为直线型固定箱体，包括对称设置的上半箱体和下半箱体，上半箱体的下端面和下半箱体的上端面设置有容纳超声矢量阵元的半圆孔凹槽，所述半圆孔凹槽的内壁上设置有用于卡装悬挂杆外端的长方体凹槽。

上述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，所述相邻半圆孔凹槽的中心间距为超声波在变压器油中波长的一半。

上述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，所述无线数据采集模块位于外壳内中心偏下的位置。

上述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，所述外壳为球形外壳，球形外壳采用环氧树脂与玻璃微球的混合物填充制成；所述箱体采用镁锂合金材料制成；整个定位装置的整体平均密度与变压器油的密度相近。